【正文】 雙擊傅里葉分析模塊對(duì)話框，這里要設(shè)置的參數(shù)由基波頻率需要分析的諧波次數(shù)。 53 圖 332 三相橋式整流電路電阻電感負(fù)載α =60176。 圖 331 三相橋式整流電路電阻電感負(fù)載 在仿真參數(shù) 中設(shè)置仿真時(shí)間，重新啟動(dòng)仿真，即可得到阻 感 負(fù)載時(shí)的整流器輸出電壓和電流 圖，圖 332，圖 333 圖 334。） 52 修改負(fù)載 RLC 的參數(shù)， R 為 5Ω ， L 的值為 ,C 的值為 inf,同時(shí)將觸發(fā)角設(shè)置為 60176。整流變壓器二次側(cè) b 相電流波形 圖 330 α =60176。 圖 328 α =60176。 如圖 328，圖 329，圖 330，分別為 α =60176。 圖 325 整流變壓器二次側(cè) a 相電流波形 圖 326 整流變壓器二次側(cè) b 相電流波形 50 圖 327 整流變壓器二次側(cè) c 相電流波形 其他參數(shù)不變，修改控制角α =60176。 圖 324 整流輸出電壓平均值 49 圖 325 圖 326 圖 327 分別為整流器交流側(cè)的電流波形。 47 圖 321 整流器輸入的三相電壓波形 圖 322 整流器輸出的電壓波形 48 圖 323 整流器輸出的電流波形 整流電壓平均值 如圖 324 與計(jì)算值 Ud= 100cos30176。 46 圖 320 模型仿 真參數(shù)設(shè)置 仿真參數(shù)設(shè)置完成后啟動(dòng)仿真，得到仿真結(jié)果如圖 321 圖 322 圖 323圖 324 圖 325 圖 326 圖 327。 設(shè)置仿真參數(shù)如下：仿真時(shí)間為 數(shù)值算法采用 ode15。 觸發(fā)角設(shè)置：給定 alph 設(shè)置為 30176。如圖 3 19 45 圖 319 RLC 參數(shù)設(shè)置 6 脈沖發(fā)生器設(shè)置：頻率為 50Hz脈沖寬度取 1176。 如圖 3 18 44 圖 318 同步變壓器參數(shù)設(shè)置 三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置：使用默認(rèn)值。 如圖 316為 電源 UA 參數(shù)設(shè)置 圖 316 電源 UA 參數(shù)設(shè)置 整流變壓器參數(shù)設(shè)置：一次繞組聯(lián)結(jié) winding 1 connection 選擇 delta（ D11），線電壓為 =220V 3 =380V；二次繞組聯(lián)結(jié) winding 2connection 選 43 擇 Y，線電壓為 100V 3 =173V，在要求不高時(shí)變壓器容量，互感等參數(shù)可以保持默認(rèn)不變。 120176。 負(fù)載 的三相橋式整流電路 （ R 的值為 5Ω ，α =30176。負(fù)載和控制角可以按需要設(shè)定。的位置，因此在整流變壓器采用△ \Y11 聯(lián)結(jié)時(shí)，同步變壓器也可以采用△ \Y11 聯(lián)結(jié)，同步信號(hào) 的連接如 圖 314 所示。整流器的輸出電壓和電流時(shí)通過多路測量負(fù)載的電壓和電流來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)然也可以用電壓和電流測量單元直接檢測整流器輸出單元和電流。 40 圖 314 三相橋式整流電路的仿真模型 仿真模型中主要使用的元器件模塊和提取路徑如表 33。 三相橋式整流電路的仿 真使用 MATLAB 模型庫中的三相橋和觸發(fā)器集成模塊是很方便的。三相橋式整流電路必須采用雙脈沖觸發(fā)或者寬脈沖觸發(fā)方式，以保證在每一個(gè)瞬間都有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通（上橋臂和下橋臂各一個(gè)）。 圖 313 三相橋式全控整流原理電路 6 個(gè)晶閘管以次相隔 60176。電感負(fù)載整流器晶閘管的電壓波形和電流波形 39 三 相橋式全控整流電路仿真 三相橋式全控整流電路是應(yīng)用最廣泛的整流電路。 38 圖 311 α =60176。如果要研究電感性負(fù)載時(shí)整流器的工作狀況，只需要重新設(shè)置負(fù)載參數(shù)，設(shè) RL 負(fù)載， R 的值為 2Ω ， L 的值為 ，再次啟動(dòng)仿真 。負(fù)載電阻兩端的電壓波形和電流波形 37 圖 310 α =60176。如圖 39 圖 310。并且通過比較可以看到晶閘管導(dǎo)通時(shí)晶閘管兩段電壓為零，在 4 個(gè)晶閘管都不導(dǎo)通時(shí)（ ~,~ 區(qū)間），每個(gè)晶閘管承受 u2/2 電壓，且晶閘管承受的最好反向電壓為電源電壓的峰值 311V，根據(jù)該電壓和電流可以選擇晶閘管的額定參數(shù)。 35 圖 38 α =30176。因?yàn)槭请娮柝?fù)載，整流后的電壓和電流波形相同，但是縱坐標(biāo)的標(biāo)尺不同，電壓的 幅值 Um=311V,電流的幅值 I=155A，與計(jì)算結(jié)果 Im=Um/R 相同。 34 圖 37 α =30176。 如圖 36 為仿真時(shí)間中電源 u2 的波形 33 圖 36 電源電壓 u2 波形 如圖 37 上部分和下部分分別為α =30176。步長大小要適中一般選可變步長（ variablestep），仿真數(shù)值計(jì)算方法可選 ode15， ode23， ode45 等， 這里仿真數(shù)值計(jì)算方法選擇了 ode45，仿真時(shí)間為 。時(shí)的脈沖發(fā)生器參數(shù)設(shè)置如下表 32。其中α為控制角， T=1/f,f 為交流電源頻率。 31 圖 34 RLC 參數(shù)設(shè)置 （ 4）晶閘管觸發(fā)采用簡單的脈沖發(fā)生器來產(chǎn)生，脈沖發(fā)生器周期 T 必 須和交流電源 u2 同步。 （ 3）負(fù)載 RLC， R 的值 2Ω ， L 的值 0， C 的值為 inf，并在參數(shù)頁最后的測量選擇中選擇“ voltage and current” ,這樣負(fù)載 R 的電壓和電流可以通過多路測量器觀測。測量選擇選中電壓“ voltage，” u2 的數(shù)據(jù)可以送入多路測量器。 （ 1）交流電壓源 u2，電壓為 220V，頻率為 50Hz，初始相位為 0176。 。 模型中使用了兩種測量儀器，示波器（ SCOPE）和多路測量器（ MULTIMETER）。將元器件連接組成仿真模型如圖 32 29 圖 32 單相橋式整流電路模型 在 SIMULINK 模型庫中沒有專門的單相橋式整流觸發(fā)器模型，這里使用了 2 個(gè)脈沖發(fā)生器來分別 VT1 和 VT3， VT2 和 VT4 的觸發(fā)脈沖。在仿真模型串口的菜單上調(diào)出模型庫瀏覽器，在模型庫中提取適合的模塊放到仿真平臺(tái)上。同時(shí)也可以在 FILE 菜單下給文件命名。 （ 1）首先建立一個(gè)仿真模型文件。在變壓器二次電壓 u2 的正半周觸發(fā)晶閘管 VT1 和 VT4，在u2 的負(fù)半周觸發(fā)晶閘管 VT2 和 VT3，在負(fù)載電阻上可以得到方向不變的直流 28 電，改 編晶閘管的控制角可以調(diào)節(jié)輸出直流電壓和電流的大小。復(fù)雜的大功率多相整流器可以在三相橋的基礎(chǔ)上構(gòu)建。二極管，晶閘管是常用的整流器件，現(xiàn)在采用全控型器件的 PWM 方式整流器也越來越多。 交流 直流變流器又稱整流器， ACDC 變流器，其作用是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，一般稱為整流，并且在整流的同時(shí)還對(duì)直流電壓電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，以 27 符合用電設(shè)備的要求。 （ 4）交流 交流變流器，其中又分交流變壓器和交 交變頻器。 （ 2）直流 直流斬波調(diào)壓器。而電力電子變流電路就是應(yīng)用電力電子器件實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換的線路，一般這些電路可以分為四大類。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為電力電子電路和系統(tǒng)的分析提供了嶄新的方法，可以使復(fù)雜的電力電子電路系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得更加容易和有效。 25 格式： powerinit（ ?SYS?,?setb?,STATE,VALUE）； % 說明：重新給設(shè)定該電路模型的初始狀態(tài)變量 STATE 設(shè)定新的初始值VALUE。 （ 2）命令函數(shù) powerinit 的使用方法 在 MATLAB 中利用命令函數(shù) powerinit 對(duì)電路模型的初始值進(jìn)行設(shè)定，它的命令格式如下： 格式： powerinit（ ?SYS?,?look?）； % 說明：顯示該電路模型的當(dāng)前初始狀態(tài)的數(shù)值。執(zhí)行該命令后，將輸出一個(gè)名為 的文件到當(dāng)前搜索路徑中。 States 表示電力系統(tǒng)的狀態(tài)變量， inputs 表示電力系統(tǒng)的輸入量； outputs 表示電力系統(tǒng)輸出量， uss 表示電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸入向量， xss 表示電力系統(tǒng)穩(wěn) 態(tài)時(shí)的狀態(tài)矩陣變量， yss 表示電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸出向量， freqyss 表示電源頻率向量， hlin 表示不同頻率下電阻的傳遞函數(shù)矩陣。 命令格式： SYS=Power2sys(?SYS?， ?sort?) 說明：該命令顯示電路圖中 元件和支路的相關(guān)信息 命 令 格 式 ： [A,B,C,D,x0,states,inputs,outputs,uss,xss,yss,freqyss,hlin]= Power2sys(?SYS?) 說明：該命令將用來顯示電力系統(tǒng)模型 sys 的中的結(jié)果信息，輸出量由 24 該函數(shù)控制。 （ 1） 命令函數(shù) Power2sys 的使用方法 命令格式： SYS=Power2sys(?SYS?， ?structure?) 說明： SYS 表示在 SIMPOWERSYSTEMS 中建立的仿真模型的名稱。測控系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述，建模與控制系統(tǒng)相類似 ，可以利用控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述和建模方法，對(duì)電路進(jìn)行數(shù)學(xué)描述與建模分析。主要包括 IDEAL SWITCH 功能模塊和IGBT 功能模塊。主要包括 BREAKER 功能模塊和 LINEAR TRANSFORMER 功能模塊 23 ELECTRONICS 模塊庫 SIMULINK 里面的 SIMPOWERSYSTEMS 的模塊 庫中，包含電力電子元件庫（ POWER ELECTRONICS）。 （ 4） 可控交流電壓源仿真法 設(shè)置 AC VOLTAGE SOURCE 模塊；設(shè)置 TO WORKSPACE 模塊；設(shè)置CONTROLLED VOLTAGE SOURCE 模塊；設(shè)置 SCOPE 模塊；設(shè)置 STEP 模塊；設(shè)置 SWITCH 模塊；設(shè)置 仿真參數(shù)；啟動(dòng)仿真程序；分析電路的仿真結(jié)果 模塊庫 在 SIMULINK 里面的 SIMPOWERSYSTEMS 的模塊庫中，包含 有線路元件庫 ELEMENTS。 （ 3） 交流電流源仿真方法 設(shè)置 AC CURRENT SOURCE 模塊；設(shè)置 TO WORKSPACE 模塊；設(shè)置仿真參數(shù)；啟動(dòng)仿真程序；分析電路的仿真結(jié)果。 在 SIMULINK 中專門設(shè)置了一個(gè)名為 SIMPOWERSYSTEMS 的模塊庫，其中包括電源元件庫（ ELECTRICAL SOURCES） ,它包含了產(chǎn)生電信號(hào)的各種元件，包括 7 種電源功能模塊 （ 1） 直流電壓源（ DC VOLTAGE SOURCE） （ 2） 交流電壓源（ AC VOLTAGE SOURCE） （ 3） 交流電流源（ AC CURRENT SOURCE） （ 4） 受控電壓源（ CONTROLLED VOLTAGE SOURCE） （ 5） 受控電流源（ CONTROLLED CURRENT SOURCE） （ 6） 三相電源（ 3PHASE SOURCE） （ 7） 三相可編程電壓源（ 3PHASE PROGRAMMABLE VOLTAGE SOURCE） （ 1） 直流電源電路仿真法 設(shè)置直流電壓源（ DC VOKTAGE SOURCE）的 AMPLITUDE（幅值）； 開關(guān) BREAKER 模塊：最重要的參數(shù)就是 SWITCHING TIME，其他參數(shù)可以直接利用它的默認(rèn)參數(shù)；構(gòu)建電阻 R 和電容 C；設(shè)置 TO WORKSPACE 模塊；設(shè)置仿真參數(shù)；啟動(dòng)仿真程序；分析電路的仿真結(jié)果。而電源 21 的性能好壞與否，將直接影響整個(gè)設(shè)備的精度，穩(wěn)定性和可靠性。 電源是電子電路和由電子電路構(gòu)成的各種電子設(shè)備的動(dòng)力或核心。 20 在 MATLAB 中，已經(jīng)設(shè)計(jì)了單相和三相整流橋模塊，且在 MATLAB 中，它們有一個(gè)專門的名字叫通用橋（ UNIVERSAL BRIDGE） .他們分為以下幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： （ 1） 由二極管構(gòu)成的不可控整流電路 /逆變橋電路 （ 2） 可控硅整流橋（ THYRISTOR）電路 /逆變橋電路 （ 3） GTODIODE 式可控整流電路 /逆變橋電路 （ 4） MOSFETDIODE 式可控整流電路 /逆變橋電路 （ 5） IGBTDIODE 式可控整流電路 /逆變橋電路 （ 6） 理想開關(guān)器件（ IDEAL SWITCH）式整流電路 /逆變橋電路 所以，在用 MATLAB 軟件構(gòu)建仿真模型時(shí)可以直接調(diào)用 UNIVERSAL BRIDGE 模塊，其調(diào)用和參數(shù)設(shè)置方法為： 打開 SIMULINK LIBRARY BROWER窗口→點(diǎn)擊 SIMPOWERSYSTEMS模塊庫→點(diǎn)擊 POWER ELECTRONICS 模塊庫，→鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊 UNIVERSAL BRIDGE 模塊→點(diǎn)擊 ADD TO 文件名，保存。 （ 5） 如何設(shè)置仿真參數(shù) 點(diǎn)擊文件窗口，點(diǎn)擊 SIMULATION 按鈕，